DE3209139A1

DE3209139A1 - Muendungsventil fuer einen ultraschall-fluessigkeitszerstaeuber

Info

Publication number: DE3209139A1
Application number: DE19823209139
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing. Eith (grad.), 8000 München
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-03-12
Filing date: 1982-03-12
Publication date: 1983-09-15
Also published as: EP0089031B1; DE3361952D1; JPH0369580B2; US4537354A; JPS58166955A; EP0089031A1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT^ J- Unser Zeichen Berlin und München YPA

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Mündungsventil für Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mündungsventil für Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber, wie er in der deutschen Patentschrift 30 36 721 bzw. im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben ist.

Im Hauptpatent ist ein Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber mit einem Ultraschall-Schwinger, mit einer Arbeits- platte, mit einer axialen Bohrung für die Flüssigkeitszuführung auf die Oberfläche dieser Arbeitsplatte und mit einem Prallkörper beschrieben, der zur Umlenkung und Verteilung der zugeführten Flüssigkeit auf der Arbeitsplatte dient. Bei diesem Flüssigkeitszerstäuber des älteren Vorschlags besitzt der Prallkörper einen Stiel, der sich in der axialen Bohrung des Schwingers unter der Arbeitsplatte befindet und der wenigstens in demjenigen Bereich der axialen Bohrung, der sich nahe der Austrittödffnung der Bohrung befindet, eine Zentrierung in der Bohrung aufweist. Bei diesem Flüssigkeitszerstäuber setzt sich der Stiel des Prallkörpers in einem Haltedraht fort, der in einem der Arbeitsplatte gegenüberliegenden Bereich des Schwingers außerhalb desselben befestigt ist. Bei diesem Flüssigkeitszerstäuber des älteren Vorschlags reicht dieser Haltedraht somit aus dem dem Prallkörper entgegengesetzten Ende des Schwingers heraus.

Vorzugsweise besitzt bei diesem Flüssigkeitszerstäuber der Stiel eine Form mit mehr als 2 Kanten und er ist insbesondere sternförmig ausgebildet, womit eine Zentrie-

Bts 1 31a / 10.3.1982

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rung des Stiels in der Bohrung erreicht ist. Der Kopf des Prallkörpers ist vorzugsweise pilzförmig mit konvexer Außenoberfläche ausgebildet und seine der Oberfläche der Zerstäuberplatte zugewandte (untere) Fläche besitzt einen äußeren Rand, der eine größere (radiale) Abmessung hat als die entsprechende Abmessung (Radius) der Bohrung in der Zerstäuberplatte.

Ein v/ie voranstehend beschriebener Ultraschall-FlüssigkeitsZerstäuber (nach den Hauptpatent) hat sich für das Zerstäuben von Flüssigkeiten, und insbesondere von ätherischen Ölen und von Medikamentenlösungen, Kosmetika und Insektiziden, gut bewährt. Im Gegensatz zu Wasser treten aber bei der Zerstäubung von wie als Beispiel vorgenannten Flüssigkeiten dann noch zusätzliche Schwierigkeiten auf, die Zerstäubung zeitweise unterbrochen wird. Während der Ruhezeiten kann nämlich je nach Art der Flüssigkeit bzw. des Lösungsmittels insbesondere durch Verdunsten ein Eindicken, Verkrusten und/oder Verkleben der für die Flüssigkeit vorgesehenen Austrittsöffnung in der Zerstäuberplatte auftreten.

Eine Lösung dieses Problems könnte diejenige sein, die zugeführte Flüssigkeit mit dem Beenden des Zerstäubungs-· Vorgangs wieder zurückzuziehen, damit diese Austrittsöffnung während der Ruhezeit frei von einer derartigen Flüssigkeit bleibt. Eine solche Maßnahme ist aber sehr aufwendig und kann insbesondere bei Medikamentenzerstäubung auch unzulässig sein, weil mit dem Zurückziehen in die genannte Austrittsöffnung auch Fremdstoffe mithereinkommen könnten.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung für einen Ultraschall-Flüssigkeitszer-

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stäuber nach dem Hauptpatent anzugeben, mit der die obengenannten in solchen Einzelfällen auftretenden Schwierigkeiten behoben werden können.

Diese Aufgabe wird mit einem Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die vorliegende Verbesserungserfindung geht von der anhand praktischer Versuche mit einem Zerstäuber nach dem Hauptpatent gewonnenen Erkenntnis aus, daß der für die Zerstäubung an sich außerordentlich vorteilhafte Prallkörper das unerwünschte Verkrusten und/oder Verkleben bevorzugt eintreten läßt und/oder verhindert, daß eine teilweise Verkrustung bzw. ein teilweises Verkleben der Austrittsöffnung bei erneuter Betriebsaufnahme, d.h. erneuter Flüssigkeitszufuhr, von allein wieder beseitigt wird. Es wird vermutet, daß dies mit der ansonsten sehr vorteilhaften Flüssigkeitsumlenkung unter dem Prallkörper und mit dom Vorhandensein des Stiels und der Zentrierung in der Bohrung zusammenhängt.

Das mit dem Prallplattenkopf"realisierte Mündungsventil ist so ausgebildet, daß es auf der Rückseite des Kopfes eine Dichtscheibe oder einen Dichtkegel besitzt, die bzw. der den Ventilsitz an bzw. in der Öffnung der zentrischen Bohrung des Ultraschall-Schwingers abschließt. Bei dieser Verbesserungserfindung ist der für die Prallplatte vorgesehene Haltedraht an seinem gegenüberliegenden Ende axial verschiebbar gehalten, so daß die Prallplatte mit ihrer der Zerstäuberoberfläche zugewandten unteren Fläche bzw. Rand gegen diese Oberfläche der Zerstäuberplatte gezogen werden kann. Insbesondere wird

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dieses Ende des Haltedrahtes, an dem der Zug zum Schließen des Mündungsventils ausgeübt wird, in einem Abschlußstück gehalten, das mit dem Rohrstutzen 7 des Flüssigkeitszerstäubers vorzugsweise über ein Schlauchstück verbunden ist, das ausreichende Elastizität für axiale Relativbewegung zwischen dem Zerstäuber und dem Abschlußstück hat, wobei diese Relativbewegung dem für das Mündungsventil erforderlichen Öffnungshub entspricht.

Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der anhand
der Figur gegebenen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.

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DieHgjrzeigt eine zum Teil aufgebrochene Schnittdarstellung. Mit 1 ist der Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber mit seinem konisch geformten Schwinger 3 und seiner Arbeitsplatte 4 sowie dem daran fest angebrachten Wandler 2 aus piezokeramischem Material bezeichnet. Mit 5 ist auf die axiale Bohrung im Schwinger 3 hingewiesen, in der sich der Stiel 12 der als Pilzkopf 11 ausgebildeten Prallplatte befindet. Der Stiel 12 ist in der Bohrung 5 in axialer Richtung verschiebbar und hat zum Zweck der Zentrierung einen beispielsweise dreikantigen Querschnitt. Die Darstellung der Fig.1 ist derart, daß die mit 12' bezeichnete Kante an der Innenwand der Bohrung 5 anliegt. Entlang dem Stiel 12 verbleibt genügend freie Querschnitts fläche für den mit 15 bezeichneten Durchfluß der zu zerstäubenden Flüssigkeit, die auf die Oberfläche 4' der Zerstäuberplatte 4 zu bringen ist. Mit 6 ist auf die Austrittsöffnung der Bohrung 5 des Schwingers 3 hingewiesen.

Auf der Unterseite des pilzförmigen Kopfes 11 ist eine Dichtungsscheibe 61 vorgesehen. Bei einer dem Pfeil 13 entsprechenden axialen Hin- und Herbewegung des Stiels-12 mit dem Kopf 11 läßt sich der mit 13' bezeichnete Abstand zwischen der Unterseite der Dichtungsscheibe 61 und der Oberfläche 4' der Platte 4 auf Null verringern, d.h. das Mündungsventil schließen. Fahrend des Zerstäubungsbetriebs (durch Anlegen einer entsprechenden elektrischen Anregungsspannung an die Wandlerscheibe 2) wird der Kopf 11 in die in der Figur dargestellte Stellung mit einem entsprechenden Abstand 13' gebracht, der die Flüssigkeit 15 auf die vom Kopf 11 nicht abgedeckte Oberfläche 4' der Zerstäuberplatte 4 gelangen läßt.

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Mit 7 ist ein am Schwinger 3 angebrachter Rohrstutzen bezeichnet.

Mit dem Rohrstutzen 7 ist der Schwinger 3 und damit der Flüssigkeitszerstäuber 1 mit einer Halterung 70 verbunden, die in nicht näher dargestellter Weise in ein jeweiliges Gerät eingebaut ist, in dem sich der Flüssigkeitszerstäuber 1 befindet. Das Rohr 17 ist in der Halterung 70 - wie dargestellt - gleitend geführt und läßt sich in Richtung der Pfeile 13 bewegen, wozu beispielsweise an dem mit 18 bezeichneten, mit dem Rohr 17 festverbundenen Flansch entsprechende Kraft angreift. Diese Bewegung 13 ist die gleiche, wie sie bereits oben im Zusammenhang mit der Beschreibung des Zerstäubers 1 erörtert ist. Mit 19 ist ein elastischer Schlauch aus beispielsweise einem Plastikmaterial bezeichnet, der die der Bewegung 13 bzw. dem Hub 13' entsprechende Längenänderung zuläßt.

Innerhalb der Bohrung 5 des Rdrstutzens 7 und des Rohres 17 erstreckt sich vom unteren Ende des zentrierten Stieles 12 des Kopfes 11 weg ein bereits im Hauptpatent beschriebener Haltedraht 12". Er ist sowohl an dem Ende des Stieles 12 als auch an einer Stelle des Rohrs 17 befestigt. Bei dem Zug 13 entsprechender Relativbewegung zwischen dem Rohr 17 und dem Rohrstutzen 7 wird der Stiel 12 und damit der Kopf 11 nach unten gegen die Oberfläche 4· der Zerstäuberplatte 4 gezogen, und zwar derart, daß die bereits oben erwähnte Abdichtung des Mündungsventils erfolgt.

Mit 15' ist auf die Flüssigkeitszufuhr in das Rohr 17 hinein hingewiesen, nämlich auf die Flüssigkeit, die dann als Flüssigkeitsstrom 15 auf die Oberfläche 4' gelangt.

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Voranstehend ist die Kinematik im Zusammenhang mit Zug beschrieben worden. Da bzw. soweit der Haltedraht 1.2^f eine entsprechende Steifigkeit aufweist, kann die Kinematik auch mit einer dem Pfeil 13 entgegengesetzten Kraft betrieben werden. Das Mündungsventil ist dann im · Ruhezustand geschlossen und wird durch diese Kraft dementsprechend geöffnet. Mit 20 ist auf Federn hingewiesen, die je nach gewählter Kinematik Zug oder Druckfedern sind.

Mit dem mit dem Rohr 17 fest verbundenen Ring 21 ist auf einen Anschlag hingewiesen, der die maximale Öffnungsweite 13' festlegt.

4 Figur

5 Patentansprüche

Leerseite

Claims

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Patentansprüche:

( 1. ) Mündungsventil für einen Ultrascha11-Flüssigkeits-""■zerstäuber mit einem Ultraschall-Schwinger, mit einer Zerstäuberplatte, mit einer axialen Bohrung für die Flüssigkeitszuführung auf die Oberfläche der Zerstäuberplatte und mit einem Prallkörper zur Umlenkung und Verteilung der zugeführten Flüssigkeit auf der Zerstäuberplatte, wobei der Prallkörper einen Stiel besitzt, der

10. sich in der axialen Bohrung des Schwingers und der Zerstäuberplatte befindet, und der wenigstens in demjenigen Bereich der axialen Bohrung, der sich nahe der Austrittsöffnung der Bohrung befindet, eine Zentrierung in dieser Bohrung aufweist, und wobei sich der Stiel des Prallkörpers in einem Haltedraht fortsetzt, der der Zerstäuberplatte gegenüberliegend außerhalb des Schwingers befestigt ist, nach Patent 30 36 721, dadurch gekennzeichnet , daß das dem Stiel (12) entgegengesetzte Ende des Haltedrahtes (12") an einem Teilstück (17) befestigt ist, das gegenüber der Zerstäuberplatte (4) eine solche Bewegung (13) ausführen kann, mit der über den Haltedraht (12'.) und den Stiel (12) des Kopfes (11) des Prallkörpers (10) die Mündungsöffnung (13') über der Oberfläche (4·) der Zerstäuberplatte (4) verschlossen werden kann.
2. Mündungsventil nach Anspruch 1, gekennze ichn e t dadurch, daß an der Unterseite des Kopfes (11) des Prallkörpers (10) eine Dichtungsscheibe (61) vorgesehen ist.
3. Mündungsventil nach Anspruch 1, gekennze ichn e t dadurch, daß an der Unterseite des Kopfes (11) des Prallkörpers (10) ein Dichtungskegel vorgesehen ist.

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4. MUndungsventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, g e kennzeichnet dadurch, daß das Teilstück ein Rohr (17) ist, das in einem Halteteil (70) des Flüssigkeitszerstäubers (1) gleitend geführt ist.
5. Mündungsventil nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Rohr (17) mit einem Rohrstutzen (7) des Flüssigkeitszerstäubers mit Hilfe eines elastischen Schlauchteils verbunden ist, so daß sich eine durchgehende Flüssigkeitsleitung (15) ergibt.